नासा ने इंजन निर्माण लागत और इंजन वजन को कम करने के उद्देश्य से एक परियोजना के हिस्से के रूप में पहली बार एल्यूमीनियम से बने 3डी मुद्रित रॉकेट इंजन नोजल का सफलतापूर्वक परीक्षण किया है। रॉकेट इंजन नोजल को भारी मात्रा में गर्मी और दबाव का सामना करने की आवश्यकता होती है, इसलिए उन्हें जटिल प्रक्रियाओं और हजारों भागों का उपयोग करके निर्मित किया जाना चाहिए। नए इंजन के साथ, अंतरिक्ष एजेंसी का लक्ष्य गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण से जुड़ी लागत को कम करना और रॉकेट के वजन को कम करना है ताकि यह अधिक पेलोड ले जा सके।
मई 2023 में, NASA के RAMFIRE 3D मुद्रित रॉकेट इंजन नोजल का परीक्षण 6,000 डिग्री फ़ारेनहाइट (लगभग 3,300 डिग्री सेल्सियस) तक के उच्च तापमान वाले वातावरण में किया गया था। छवि: नासा
3डी प्रिंटेड रॉकेट इंजन नोजल बनाने के लिए, नासा को एक एल्यूमीनियम संस्करण विकसित करना था जो एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए उपयुक्त हो और रॉकेट इंजन की तनावपूर्ण कामकाजी परिस्थितियों का सामना करने में सक्षम हो। इंजन नोजल रॉकेट के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है, और दहन कक्ष की तरह, इसे इंजन के दहन और दहन उपोत्पादों द्वारा उत्पन्न अत्यधिक गर्मी का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।
यह इंजन नोजल एल्यूमीनियम A6061-RAM2 से बना है और चौथी औद्योगिक क्रांति (RAMFIRE) परियोजना के लिए NASA के रिएक्टिव एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का हिस्सा है। यह परियोजना विशेष रूप से 3डी मुद्रित रॉकेट इंजन नोजल के विकास के लिए समर्पित है, जिसमें रॉकेट की सादगी और शीतलन को सक्षम करने के लिए डिजाइन परिवर्तन शुरू करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है।
रॉकेट इंजन नोजल नीचे की ओर एक घंटी के आकार का घटक होता है जिसे आमतौर पर नोजल के माध्यम से बहने वाले सुपरकोल्ड प्रोपेलेंट द्वारा ठंडा किया जाता है। यह नोजल की आंतरिक दीवार में मशीनिंग चैनलों द्वारा पूरा किया जाता है, जो फिर जोर पैदा करने के लिए इंजन के दहन कक्ष में वापस प्रवाहित होता है। इन चैनलों को सैकड़ों या हजारों व्यक्तिगत घटकों की आवश्यकता होती है, जो स्वाभाविक रूप से विनिर्माण प्रक्रिया को जटिल बनाती है और लागत और वजन बढ़ाती है।
नासा ने रॉकेट इंजन नोजल के समान सामग्री से एक 3डी मुद्रित परीक्षण टैंक भी बनाया। इंजन नोजल बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके, नासा और उसके RAMFIRE प्रोजेक्ट इंजीनियरिंग और विनिर्माण भागीदार आरपीएम इनोवेशन एक ही टुकड़े से रॉकेट इंजन नोजल बनाने में सक्षम होंगे। इससे लागत काफी कम हो जाती है और इंजीनियरिंग प्रक्रिया सरल हो जाती है, साथ ही नोजल हल्का हो जाता है। ये सभी बहुत बड़े लाभ हैं, खासकर जब से वजन रॉकेट की सबसे बड़ी सीमाओं में से एक है। इंजीनियरों को रॉकेट के वजन, प्रणोदक और पेलोड को सावधानीपूर्वक संतुलित करना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि लॉन्च होने पर यह वास्तव में उड़ सकता है।
नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) का मानना है कि रॉकेट इंजन भागों के निर्माण में 3डी प्रिंटिंग तकनीक में प्रगति से इसे अधिक पेलोड ले जाने की अनुमति मिलेगी, खासकर इंटरस्टेलर मिशनों पर। RAMFIRE 3D मुद्रित रॉकेट इंजन नोजल के लिए, NASA ने सफलतापूर्वक 22 परीक्षण किए हैं, जिसमें संचयी परीक्षण समय 579 सेकंड या लगभग 10 मिनट है, और परीक्षण तापमान 6,000 डिग्री फ़ारेनहाइट तक है।
इसके अलावा, नासा और आरपीएम इनोवेशन ने एक एयरोसोल नोजल और एक क्रायोजेनिक तरल टैंक बनाया। इन भागों के लिए एल्युमीनियम का निर्माण Elementum3D के सहयोग से किया गया था। रॉकेट निर्माण के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एक अपेक्षाकृत नया क्षेत्र है, और लॉन्ग बीच, कैलिफ़ोर्निया स्थित रॉकेट कंपनी रिलेटिविटीस्पेस ने ईंधन टैंक, इंजन और अन्य भागों के निर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करना शुरू कर दिया है।